알칼리 전해수 수소 생산 기술 원리 및 시장 현황

알칼리 전해수 수소 생산 기술 원리 및 시장 현황

알칼리성 전해수 기술(ALK): 일반적으로 전해질로는 수산화칼륨(KOH) 용액을 사용하고, 격막으로는 다공성 막을 사용하며, 비귀금속 니켈계 촉매를 사용한다. 이 기술의 장점은 성숙도가 높고 가격이 저렴하다는 것입니다. 주요 수전해 기술이다.

전해조의 구조: 알칼리 전해조는 주로 극판(양극판 + 극 프레임), 촉매 전극, 다이어프램, 씰 및 기타 구성 요소로 구성됩니다.

촉매 전극: 현재 알칼리 전해조에 사용되는 대부분의 전극은 니켈 기반 재료입니다. 대부분 순수 니켈 메쉬와 니켈 폼을 기본 소재로 하며, 스프레이, 롤러 코팅, 무전해 도금 등의 공정을 통해 촉매를 코팅해 전해 효율을 높인다. 촉매의 대부분은 라니니켈(Raney Nickel)로 대표되는 니켈계 촉매나 귀금속 촉매 등이다.

다이어프램: 초기에는 석면분리재를 주로 사용했으나 알칼리 전해액에 석면이 부풀어 오르고 석면이 인체에 미치는 영향으로 점차 없어져 가고 있다. 현재 업계에서 널리 사용되는 분리막은 폴리페닐렌 설파이드(PPS)를 기반으로 한 새로운 복합 분리막이다. PPS는 기반으로서 특정 물리적 지원을 제공할 수 있습니다. 동시에 PPS 직물은 우수한 내열성, 높은 기계적 강도 및 우수한 전기적 특성을 가지고 있습니다. 그러나 PPS 재료의 친수성은 약하여 전해조의 내부 저항이 너무 커집니다. 따라서 현재 PPS는 코팅 폴리머, 산화지르코늄 등으로 변형되어 친수성을 강화하는 복합 분리막을 형성하고 있다.

극판: 알칼리 전해조의 지지 부품입니다. 그 기능은 전극과 분리막을 지지하고 전기를 전도하는 것입니다.

작동 원리: 알칼리 전해기는 일반적으로 전해질로 30% 수산화칼륨 용액(KOH) 또는 25% 수산화나트륨 용액(NaOH)을 사용합니다. 직류의 작용으로 물 분자는 음극에서 수소 발생 감소 반응을 겪습니다. 수소 가스와 수산기 이온이 생성됩니다. 수산화물 이온은 전기장의 작용으로 분리막 재료를 통과하여 양극에 도달하고 전자를 잃어 산소와 물을 생성합니다.

전해수 수소 생산 시스템은 주로 전해조와 BOP 보조 시스템을 포함합니다.

BOP 보조 시스템은 전원 공급 장비(전원 공급 장치, 변압기, 정류기 등), 기액 분리 및 건조 및 정화 장비 및 기타 장비로 구성됩니다.

일반적으로 알칼리 전해수 수소 제조 시스템의 비용은 전해조(50%), 전기 장비(15%), 가스 분리, 건조 및 정화 장비(15%), 기타 장비(20%)로 구성됩니다.

전해조에는 다이어프램 및 전극조립체(57%), 스택조립체 및 엔드플레이트(10%), 양극판(7%), 소형 부품(4%), 구조층(14%), 다공성 투과층( 8%)가 전기분해의 주성분이다.